高三物理第二轮复习 焦耳定律学案

1、第二章，第05节焦耳定律【智力准备】1 .电流功的多少等于其他形式可以转换的数量的电流功是指，实质上导体中的恒定电场对的力起作用，电荷减少，其他形式的能量增加的公式： W=，P=。2 .电流通过电气设备时将能量全部转换为能量的电路称为纯电阻电路。【同步指南】1 .电力工作和电力(1)电力功是指，电流通过某个电路时，电能被转换为其他形式的能量(电场能量、机械能、化学能或系统内能等)的尺度。(2)W=qU=UIt是电功能的普遍方式，P=UI是电力的普遍方式，可以适用于任何电路。2 .焦耳定律和热功率(1)电热是指电流通过导体时，电能可以转换成系统内能的尺度(2)Q=I2Rt是电热的修正公式，在任何

2、电路中都能够修正电流I通过电阻r时在t时间内产生的热(电热)。 P=I2R是热功率的修正公式，3 .电功和电热(1)在纯电阻电路中，电流通过用电气设备以发热为目的，例如电炉、电熨斗、电饭锅、烙铁、钨丝灯等。 此时，电能全部转换为系统内能，电能等于电能，即，W=UIt=I2Rt=.同理P=UI=I2R=.(2)在非纯电阻电路中，电流通过用电器以转换为内能量以外的形式为目的，发热不是目的，而是免不得内能量损失。 此时，由电路消耗的电能，即W=UIt被分成两个部分，其中一些被转换为其它形式的能量(例如，电机、电机旋转，而电能被转换为机械能)。 另一个小部分必然转换为电热Q=I2R t (电枢的电阻发

3、热)。 其中W=UIt不再等于Q=I2R t，应该是W=E的其他Q.。(3)电功和电热是两种不同的物理量，只有在纯电阻电路中，电功等于电热，W=Q=UIt=I 2R t=； 在非纯电阻电路中，电功大于电热、WQ，在此情况下，电功只能以W=UIt进行补正，电热只能以Q=I2Rt进行补正，两式不通用。例1扇风机1台，内阻为20，接了220 V的电压后，电功耗为66 W，并询问了。(1)扇风机正常工作时通过电滚子的电流是多少？(2)扇风机正常运转时转换为机械能的电力是多少？可转换为系统内能的电力是多少？ 马达的效率是多少？ (3)接通电源后，如果扇风机的树叶被堵塞，不能旋转的话，通过马达的电流，马达

4、消耗的电力和发热电力是多少？ 为了解答(1)p收入=iu而在I=A=0.3 A的下(2)扇风机正常运转时可转换为内部能量的电力p内=I2R=0.3220 W=1.8 W在扇风机正常工作时转换为机械能的动力p机=P输入-P内=66瓦-1. 8瓦=64.2瓦。扇风机正常工作时的效率=100%=97.3%(3)当扇风机的风叶钩挂、马达无法转动时视为纯电阻，通过扇风机电流进行I=A=11 A安培马达消耗的电力p=iu=11220瓦=2420瓦电动机发热电力p内=I2R=11220 W=2420 W4 .串联并联电路的功率分配(1)串联电路；串联电路的总电功率电压等于各部分电路的功率之和串联电路中各电阻

5、两端的功率与它们的电阻值成正比2 .并联电路：并联电路的总电功率电压等于各部分电路的功率之和并联电路中通过各电阻的功率与其电阻值成反比如例2图那样，若已知R1=6、R2=3、R3=4，则与电路连接后的三个这些个的电阻的实际功率之比为解：本问题留心解法多、灵活巧妙。 通过观察可知，3个电阻的电流关系最简单：电流之比为I 1I 2I3=123左2个电阻并联连接的总电阻值为2，因此电压之比为u 1u 2u3=112，在此基础上利用P=UI，p 12(例2 )如图例3所示，两个灯L1、L2分别显示为“110V、60W”和“110V、100W”，另一个滑动电阻器r在连接了这些个而与220V连接的电路中，

6、要求两个灯都正常发光，使电路整体的电功耗最小(例3 )解： a、c两图中灯不正常发光。 b、d两灯都正常发光，电流、电压都相同，因此电功耗是一定的。 直接观察时，b图的总电功率为200W，d图的总电功率为320W，因此选择b。【同步检测】1 .电气设备的两端电压为220V，这表示()A.1A电流通过电气设备时消耗的电力为220JB.1C正电荷通过电气设备时，产生220J的热量C.1A电流通过用电气设备时，电流的发热功率为220W当D.1C正电荷从电位高的一侧向电位低的一侧移动时，电场力作用220J2 .灯上标记为“220V、100W”的灯与110V的电源连接时(与灯电阻的变化无关)，()a .

7、灯的实际功率是50Wb .灯的实际功率是25Wc .通过灯的电流是额定电流的d .通过灯的电流是额定电流的3 .在下图的电路中，电灯L1、L2均标记为“220V、100W”。 电灯L3、L4都显示为“220V、40W”。 打开a、b两端的电源，最暗的灯是( )A.L1 B.L2 C.L3 D.L4(第三题)4 .将同一电灯各连接两个图中甲、乙两个电路，调节滑动电阻器，使两个灯正常发光，两个电路消耗的总电功率分别为和，可以断定()。A.B.C.=D .无法确定(第四题)设输电线路的总电阻为r、输电电力为p、输电电压为u，则用户得到的电力为()美国职业棒球联盟。6 .将施加于直流电滚子的电压设为u

8、，将电流设为I，将线圈的内部电阻设为r，当其动作时，在下述的说明中错误的是()a .电机的输出为U2/Rb .电机的发热功率为I2Rc .电机的输出为IU-I2Rd .电滚子的功率可以写成IU=I2R=U2/R连接0.2V电压的电路时，马达不旋转，马达中流过的电流测量为0.4A，连接2V电压的电路时，马达正常工作，生物电流为1A。 拜托了(1)电机正常动作时的输出(2)正常运转时转子被突然地卡住的情况下，马达的发热功率是多少？ (提示：电滚子在回路中转子不旋转时为纯电阻用电气设备)8 .在某百货大楼中设置倾斜角为30的电动扶梯，该电动扶梯被电压为380V的电动机带动，以0.4m/s的恒定速度向

9、斜上方移动，电动机最高输出功率为4.9kW，不有人时测得的电动机电流为5A，有人时电动扶梯的移动速度和不有人，则该电动扶梯能达到云同步的人数9 .在某个电滚子中，由于没有对电压U1=10V施加负荷，所以不旋转。此时，电流变为I1=2A。 电压为U2=36V时可以正常驱动负载，此时电流为I2=1A。 这时电动机的机械功率是多少？10 .微型吸尘器的直流电滚子的内部电阻是一定的，如果加上0.3 V的电压，通过的电流是0.3 A，这时电滚子不旋转。 施加在电滚子两端的电压为2.0 V时，电流为0.8 A，此时如果电滚子正常动作，吸尘器的效率是多少？ 【综合评价】关于电力的工作，以下说法中正确的是()

10、a .电功的本质是电场力产生的功b .电力工作是从电能向系统内能的转换c .电场力工作将电能转换为其他形式的能量的尺度d .电机流过电流时的功率和热功率相等2 .如果一盏电灯与一定的电源直接连接，其功率为100W，将这盏电灯与长导线连接，然后与同一电源连接，导线损耗的功率为9W，则此时电灯实际消耗的功率为()。大于91WB .小于91WC .等于91WD .条件不足，无法确定3 .如图所示连接a、b、c三盏灯时，如果各自的电功耗相同，则PA:PB:PC为()a.1:133601 b.1:2:2 c.2:1:1 d.1:433604(第三题)4 .图中R1=4、R2=9、R3=18。 通电后()

11、a .经过r 1和R3的电流之比I1:I3=3:1B.R1两端的电压与R3两端的电压之比U1:U3=4:9c .三个电阻所消耗的电力之比p 1p 2p3=212d .三个电阻所消耗的功率之比p 1p 2p3=221(第四题)5.2个电阻、R1=8、R2=2与电路并联连接。 为了均衡这些个两个电阻所消耗的功率，可能的方法是()a .以电阻值2的电阻与R2串联连接b .以电阻值6的电阻与R2串联连接c .以电阻值6的电阻与R1串联连接d .以电阻值2的电阻与R1串联连接6 .一定值的电阻，通过2C的电荷量时消耗的电能为8J，同时通过4C的电荷量时，电阻两端的电压和消耗的电能分别为()A.4V、16

12、JB.8V、16JC.4V、32JD.8V、32J7 .如图甲所示的电路，滑动电阻器的最大电阻为r，负载电阻为R0。 当滑动咖啡师的滑动端s位于某个位置时，R0两端电压为U/2，滑动咖啡师消耗的电力为p。 R0和电源的位置交换，与图b所示的电路连接时，如果折动触头s的位置不变()A.R0两端的电压低于E/2B.R0两端的电压为E/2c .滑动咖啡师所消耗的电力一定小于pd .滑动咖啡师消耗的电力可能大于p(第七题)在图中，在m、n上连接了稳压电源，切断了a、b之间的情况下，在Uab=120V、a、b之间连接了“220V、100W”的灯泡的情况下，Uab=110V .此时电源输入m、n的电力成为

13、a.25瓦b.27.27瓦c.102.27瓦d.2.27瓦(第八题)9 .如图所示，d是插头，可以连接到电压一定的照明电路上。 a、b、c是同样功率大的电炉，a接近电源，b、c远离电源，接近用户电灯l，输电线路有电阻。 关于电炉与电气线路网站数据库之后对电灯的影响，以下的说法正确的是()a .使用电炉a时对电灯的影响最大b .使用电炉b时对电灯的影响比使用电炉a时大c .使用电炉c时，对电灯几乎没有影响d .使用电炉b或c对电灯的影响几乎相同(第九题)如果电炉的电阻丝和电机线圈的电阻相同，都是r，通过它们的电流相同(电机正常运转)，在相同时间内()。a .电炉和电动机产生的热量相同b .电动机

14、消耗的电力大于电炉消耗的电力c .电炉两端电压小于电动机两端电压d、电炉和电动机两端电压相等11 .在电动汽车，质量为500kg，从没有内电阻的蓄电池组给直流电滚子提供24V的电压，在电动汽车水平的地面上以0.8m/s的速度等速行驶时，通过电滚子的电流为5A，车受的电阻为车重的0.02倍(g=10m/s2 )a.4.8b.3.2c.1.6d.0.412 .理发用吹风机有马达和电热线，马达转动风叶，电热线加热空气，得到热风晾晒头发。 设电动机线圈电阻为R1，与热线电阻值R2串联连接而与直流电源连接，将头发甩干机的两端电压设为u，将电流设为I而消耗的电力设为p，则有()甲乙丙丁。13 .电阻为20

15、的导体，每次通过3C电荷量时电流为18J办事儿，施加到该导体两端的电压为_V，通过3C电荷量所需的时间为_s。14 .将标记为“6v、3W”和“6v、4W”的2个小灯泡串联连接，串联电路能够达到的最大功率为w。 并联连接这两盏小灯，并联电路能达到的最大功率是w。15 .电阻为2的马达，在110V电路中工作时，通过马达的电流为10A，该马达消耗的电力为_，发热电力为_，转换为机械电力16 .扇风机上写着“220V55W”。 当扇风机的电机线圈电阻为8，且其正常工作时，电源供给的电力为_ _w，转换为风的电力为_ _ _ _ _ w17 .微型吸尘器中直流电滚子的线圈电阻是一定的。 施加于电滚子的

16、电压为0.3V、电流为0.3A时，电滚子不旋转。 施加于电滚子的电压为2.0V、电流为0.8A时，电滚子正常动作。 此时电动机内的电热转换的电力为w； 电能转换成机械能的电力是_W。18 .某强风风速v=20m/s，风力发电机扇叶总面积S=20m2，风力的70%转换为电能(=70% )时，其功率为7104W。 而且，使用上述物理量来计算空气密度的表达式=_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _的大小为=_ _ _ _ _ _ _ _ _ _的大小19 .在某个滑动咖啡师上写上“20，0.2 A”，将固定端a和滑动端p连接到3V的电源上，使电压保持一定。 p从b端向a端滑动过程中，AP段电阻能消耗的最大功率是多少？ 此时AP段的电阻值是多少？(第十题)20 .一种小型水电站，其向使用者输电的导线总电阻为10，输电功率为20kW。 如果输电线路在1h内发热损耗的功率为1kWh，那么该电站的输出电压是多少？用户能获得多少电压？21 .与直